شبيه سازي انتشار آلودگي نفتي؛ مطالعۀ موردي رودخانۀ اروند در ايران

Simulation of Oil Pollution dispersion - Arvand River Case Study, Iran

خطر انتشار آلودگي در اطراف پالايشگاه‌ها، تأسيسات نفتي و ناوگان تجاري براثر حوادث طبيعي و غيرمترقبه مورد توجه است. رودخانۀ اروند يكي از مهم‌ترين رودخانه‌هاي قابل كشتيراني ايران و عراق و محل تردد تعداد زيادي شناور نفتي است كه اين مسئله احتمال آلودگي نفتي را دوچندان كرده است. در اين مقاله به‌منظور شبيه‌سازي هيدروديناميكي از بستۀ نرم‌افزاري مدل مايك 21 كه بر اساس مدل دوبعدي جريان‌هاي آزاد سطحي است و توسط مؤسسۀ هيدروليك دانمارك توسعه يافته، استفاده شده است. نتايج مدول هيدروديناميك با استفاده از تراز سطح و سرعت آب كاليبره شده است. اين مدل عددي بر پايۀ روش اويلري توسعه داده شده و در آن براي مشخص كردن الگوي حركت جريان آبي از معادله‌هاي پيوستگي و ممنتوم (معادله‌هاي ناوير استوكس متوسط‌گيري شده در عمق)، استفاده شده است. پس از واسنجي، مقايسه‌ي نتايج مدل با اندازه‌گيري‌هاي ميداني نشان مي‌دهد، مدل داراي دقت قابل قبولي در پيش‌بيني نوسان سطح آب، سمت و سرعت جريان دارد. براي شبيه‌سازي الگوي انتشار نفت، خروجي ماژول هيدروديناميك به ماژول تحليل نشت نفت اعمال شده است. ماژول تحليل نشت نفت از روش لاگرانژي ذرات براي پيش‌بيني غلظت و ضخامت لكۀ نفتي استفاده مي‌كند .نتايج مدل‌سازي نشان مي‌دهد؛ چنانچه آلودگي هنگام شروع جزر به مدت سه ساعت در مقابل پالايشگاه نفت آبادان رخ دهد و دبي متوسط رودخانه 480 مترمكعب بر ثانيه باشد، بدون اعمال باد، آلودگي پس از 124 ساعت به خليج‌فارس مي‌رسد

The danger of oil spill pollution in rivers around refineries, oil constructions and commercial fleet due to natural and unexpected disasters is noteworthy. Arvand River is one of the most important shipping waterway at the border of Iran and Iraq, and a large number of oil tankers go through, in which makes the risk of oil pollution doubled. In order to simulate the hydrodynamic of the River, a structured two-dimensional flow model from DHI mike 21 package was employed. This numerical model has been developed based on the Eulerian method and has been used to determine the flow pattern of water by solving continuity and momentum equations (depth integrated Navier Stokes equations). The model has calibrated and results are verified by measured water level and water velocity data. Consequently, the outputs of HD module are imported into the oil spill Analysis (OSA) module. The analysis module of oil applies a particle lagrangian method to predict the concentration and thickness of the spilled oil. Findings of the OSA module indicated, in the event that oil spills for three hours at the Abadan refinery position at the beginning of ebb, it will reach to the sea in 124 hours in no wind in discharge of 480 m3/s condition